Liberación/mineralización de nitrógeno y fósforo en hojarasca de <i>Eucalyptus grandis</i> y leguminosas herbáceas en distintos suelos: relación con la calidad física y química del residuo, y efecto sobre el crecimiento de plantas jóvenes de eucalipto

Abstract

Las limitaciones nutricionales para el crecimiento de E. grandis, debido a la baja disponibilidad de nitrógeno (N) y fósforo (P) son comunes, y controlan la productividad de las plantaciones. El tipo de cosecha y el manejo de sus residuos son factores que inciden en el impacto de las plantaciones sobre la fertilidad del suelo. La fertilización química, si bien permite la incorporación de nutrientes, puede provocar distintos perjuicios, por lo que en el ámbito forestal la retención de los residuos de cosecha es un camino apto para manejar la fertilidad del sitio. Una manera alternativa a la fertilización para aumentar la provisión de C y N al suelo es utilizar leguminosas como cubiertas verdes. La hojarasca proveniente de muchas especies fijadoras de nitrógeno se descompone rápidamente a diferencia de la hojarasca producida por los eucaliptos, que frecuentemente decae lentamente y se acumula en el piso de las plantaciones. El uso de cubiertas verdes de leguminosas de tasa de descomposición rápida y contenido de N alto, podría aportar este nutriente en el corto plazo. La calidad del material vegetal tiene dos componentes: la composición bioquímica (“calidad química”) y la naturaleza física (“calidad física”). Hay muchos indicadores de calidad química relacionados con la liberación de N, como el contenido de N o la relación C/N, la relación polifenol/N y la relación polifenol+lignina/N. Uno de los parámetro de calidad física que ha recibido mayor atención en los estudios de ciclo de nutrientes es el tamaño de partícula. Otro factor que interactúa con las características físico-química de los abonos y que regula su tasa de descomposición es el contenido de aire y agua en el suelo, que guardan una relación inversa ente sí: al aumentar la proporción de la fase líquida disminuye la proporción de la fase gaseosa. A su vez, el aire del suelo guarda relación con el tamaño de los poros que se forman entre los agregados. En condiciones de campo donde se planta E. grandis suelen darse situaciones de estrés hídrico (por exceso o déficit) que pueden afectar la descomposición del mantillo foliar de E. grandis como de los abonos que pudieran incorporarse. A pesar de que el contenido de nutrientes en el suelo a menudo es aumentado por la aplicación de fertilizantes o abonos verdes, la disponibilidad de dichos nutrientes para las plantas se rige por una amplia gama de características fisicoquímicas, ambientales, estacionales, y por las interacciones biológicas que ocurren particularmente en la rizósfera. La rizósfera es la zona de suelo alrededor de las raíces de las plantas donde las propiedades del suelo están influenciadas por la presencia y la actividad de la raíz, y donde las raíces de las plantas interactúan con los microorganismos del suelo. Dado que todos los organismos vivos necesitan casi los mismos nutrientes para su mantenimiento, crecimiento y reproducción, estas interacciones suelen ser de competencia interespecífica por los nutrientes disponibles. Es así que el agregado de abonos no necesariamente implicará mayor disponibilidad de nutrientes para las plantas, ya que éstas deberán competir con los microorganismos del suelo. En la primera etapa experimental se propuso evaluar en condiciones de laboratorio, por medio de microlisímetros, el aporte de N y P a un suelo arenoso (textura gruesa) y a un suelo arcilloso (textura fina), por el mantillo foliar de Eucalyptus grandis y de hojas de cuatro especies de leguminosas que podrían sembrarse como intercultivo con los eucaliptos. Las leguminosas utilizadas fueron Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Lotus corniculatus y Trifolium pratense. El material vegetal de eucalipto y leguminosas se incorporó dentro de microlisímetros con suelo arenoso o arcilloso, con dos modos de aplicación: en superficie (ES) o molido y mezclado con el suelo (MM). Se realizaron lavados periódicos, se recolectaron los lixiviados y se analizó su contenido en N y P. En el suelo arenoso, el agregado de cualquiera de las leguminosas incrementó la concentración de N en el lixiviado, mientras que el agregado de E. grandis lo disminuyó con respecto al suelo sin el agregado de detritos, sin diferir según el modo de aplicación. El contenido neto de N proveniente de los tratamientos con agregado de L. corniculatus y C. cajan resultaron ser significativamente mayores que los de las restantes especies estudiadas, particularmente cuando se agregaron MM. En suelo arenoso podría recomendarse el uso de L. corniculatus y de C. cajan como abono verde. E. grandis ocasionó inmovilización de N. El contenido de P de los lixiviados provenientes del suelo arcilloso con agregado de detritos fueron en todos los casos significativamente menores al control. Cualquiera de los abonos aplicados y modos de aplicación no pueden ser utilizados como fuentes inmediatas de P aunque podrían utilizarse como estrategias de retención de este nutriente para su utilización posterior. Posteriormente se evaluaron las relaciones entre la calidad química de los residuos foliares utilizados y la tasa de descomposición, y se relacionó con la lixiviación de N y P en la solución del suelo, por medio de correlaciones. Para ello se realizó un ensayo de descomposición en laboratorio y se realizaron los análisis químicos de la concentración de P, C y N total, celulosa, hemicelulosa, lignina y polifenoles solubles de las hojas de E. grandis y de las 4 especies de leguminosas utilizadas en la tesis. Las hojas de eucaliptos se descompusieron más lentamente que las hojas de las leguminosas, lo que se relaciona a una mayor concentración de polifenoles solubles y con la mayor razón C/N de los eucaliptos. La lixiviación de P no se relacionó con ninguna variable que permita predecir su liberación a partir de residuos. Para comprender cuál es el impacto de las condiciones de humedad del suelo sobre la disponibilidad de N y P soluble aprovechable por las plantas, procedente de residuos de cosecha y abonos verdes, se midió la concentración N y P del lixiviado en un suelo arcilloso, con agregado de hojas de E. grandis y de leguminosas incorporado de dos modos diferentes en microlisímetros (MM y ES). Estos fueron sometidos a 2 condiciones de disponibilidad de agua: a capacidad de campo, y con alternancia de períodos inundado y drenado natural. En suelos anegados la lixiviación de N a partir de abonos orgánicos disminuyó con respecto a un suelo a capacidad de campo, a excepción de la especie L. corniculatus. Cuando se incorporaron abonos orgánicos en suelos anegados la lixiviación de P en la solución del suelo aumentó con respecto a un suelo a capacidad de campo, a excepción de las especies L. corniculatus y C. ensiformis cuyos residuos agregados MM disminuyeron el contenido de P al lixiviado. En suelos anegados, hubo mayor lixiviación de N y P cuando el abono se agregó en superficie que cuando estuvo mezclado con el suelo, a excepción de la lixiviación de P a partir de E. grandis. Para profundizar el análisis, se realizó otro ensayo similar al anterior con microlisímetros, para analizar la lixiviación de N y P en suelos arcillosos con agregado de residuos de E. grandis y leguminosas bajo cuatro regímenes hídricos: Riego frecuente a capacidad de campo para lograr humedad constante (HC); alternancia quincenal de suelo anegado – drenado natural (AQ); alternancia mensual de suelo anegado – drenado natural (AM); y disminución de la humedad del suelo a niveles que impondrían a las plantas estrés por sequía (S). La incorporación al suelo de hojas de E. grandis reduce la disponibilidad de amonio y de nitrato en la solución del suelo en todas las condiciones hídricas, mientras que L. corniculatus y C. ensiformis aumentan el N disponible en forma de amonio bajo todas las condiciones de humedad del suelo, y de nitrato sólo en condiciones de humedad constante. Dadas las interrelaciones complejas en la rizosfera suelo-planta- microorganismos, se propuso evaluar el aporte de abonos orgánicos y fertilizantes sobre el crecimiento de plantas jóvenes de E. grandis, mediante un ensayo en macetas con suelo arenoso. Se incorporaron residuos foliares de leguminosas y de eucaliptos y urea como fertilizante inorgánico, imitando la ubicación del mantillo fraccionado sobre el suelo mineral (ES) y molido groseramente y mezclado con el suelo (MgM). Se observó que los eucaliptos con mantillo de leguminosas crecen más que sin el agregado de dichos abonos, particularmente cuando es incorporado MgM con el suelo, mientras que el abono de E. grandis ocasionó un crecimiento menor de los eucaliptos respecto al suelo sin abono. Las plantas fertilizadas con urea tuvieron un crecimiento intermedio comparativamente con los eucaliptos que crecieron con las especies de leguminosas. Finalmente, para constatar el efecto de distintas condiciones de disponibilidad de agua del suelo y su efecto combinado con residuos de leguminosas herbáceas, sobre el crecimiento de plantas jóvenes de E. grandis en suelos arcillosos, se realizó un ensayo que consistió en macetas con suelo arcilloso donde se agregó mantillo foliar de leguminosas en las cuales se pusieron plantines de E. grandis, bajo condiciones de capacidad de campo o sequía, y se midió su crecimiento. La sequía redujo el crecimiento de E. grandis, pero la presencia de abonos orgánicos aumentó su crecimiento en forma proporcional. El agregado de L. corniculatus y C. ensiformis fue beneficioso para el crecimiento de las plantas, ya que, aún en condiciones de sequía, los eucaliptos crecieron más que las plantas sin residuos. Los abonos verdes además presentan la ventaja respecto a los fertilizantes inorgánicos, que no afectan negativamente la tolerancia al estrés en condiciones de sequía. Se concluye que el uso de leguminosas como práctica de incorporación de nitrógeno, fósforo y carbono a los suelos forestales merece ser evaluada a mayor escala, porque además de mejorar el suelo estimula el crecimiento de las plantas en suelos con propiedades físico químicas contrastantes y variadas disponibilidades de agua.